Concreto Sustentável

Nos últimos anos, a crescente preocupação com a sustentabilidade e a preservação ambiental tem impulsionado a busca por práticas mais sustentáveis em diversos setores. Um dos maiores desafios enfrentados pela construção civil é a mitigação dos impactos ambientais associados ao uso de materiais de construção. Entre esses materiais, o concreto destaca-se como um dos mais utilizados mundialmente, devido à sua durabilidade, resistência e versatilidade. No entanto, a produção e o uso intensivo do concreto trazem consigo uma significativa pegada ecológica, que inclui emissões de dióxido de carbono (CO₂), consumo de energia e recursos naturais, além de questões relacionadas ao uso da água e geração de resíduos.

A indústria do cimento, essencial para a fabricação do concreto, é uma das principais responsáveis pelas emissões globais de CO₂, contribuindo com aproximadamente 8% do total. Este impacto é resultado do processo de calcinação do calcário, que libera grandes quantidades de CO₂, além do consumo intensivo de energia derivada da queima de combustíveis fósseis. Ademais, a extração de agregados, como areia e brita, necessária para a produção do concreto, causa degradação ambiental significativa, afetando ecossistemas e recursos hídricos.

Diante desse cenário, torna-se imperativo analisar e compreender a pegada ecológica do concreto, bem como explorar alternativas e soluções que possam minimizar seu impacto ambiental. Este artigo tem como objetivo examinar os principais aspectos que compõem a pegada ecológica do concreto, destacando as emissões de CO₂, o consumo de energia e recursos naturais, e o uso de água. Além disso, serão discutidas estratégias inovadoras e práticas sustentáveis que visam reduzir os impactos ambientais associados ao concreto, contribuindo para uma construção civil mais sustentável e consciente.

Histórico da Produção de Cimento e Concreto

A produção de cimento e concreto tem uma longa história que remonta ao Império Romano, onde a pozolana (uma forma de cinza vulcânica) foi misturada com cal para criar um material de construção durável. No entanto, a produção moderna de cimento Portland, a forma mais comum de cimento usado hoje, começou no início do século XIX. O processo envolve a calcinação de calcário (CaCO₃) para produzir cal (CaO) e dióxido de carbono (CO₂), seguido pela mistura com argila e outros materiais, e aquecimento a altas temperaturas para formar clínquer, que é então moído em um pó fino.

Impactos Ambientais Associados ao Concreto

A produção de cimento é intensiva em energia e contribui significativamente para as emissões globais de CO₂, representando cerca de 8% das emissões globais totais. Além das emissões diretas do processo de calcinação, a queima de combustíveis fósseis para fornecer a energia necessária para o aquecimento contribui ainda mais para as emissões. A extração de agregados, como areia e brita, também tem um impacto ambiental significativo, incluindo a destruição de habitats, erosão do solo e poluição da água.

Finalmente o que é concreto sustentável?

Concreto sustentável refere-se a métodos e materiais usados na produção de concreto que visam reduzir seu impacto ambiental e melhorar sua sustentabilidade ao longo de todo o ciclo de vida. A sustentabilidade no concreto abrange vários aspectos, desde a redução das emissões de carbono e o uso eficiente dos recursos até a promoção da durabilidade e reciclabilidade do material. Aqui estão os principais conceitos e práticas associados ao concreto sustentável.

Redução das Emissões de Carbono

Cimento de Baixo Carbono: Utilização de tipos de cimento com menor pegada de carbono, como o cimento Portland com aditivos ou cimentos de baixo carbono como o cimento geopólimer.

Substituição de Cimento: Substituição parcial do cimento com materiais de substituição, como cinzas volantes, escória de alto-forno, ou pozolana, que têm uma pegada de carbono menor.

Uso de Materiais Reciclados e Alternativos

Agregados Reciclados: Uso de agregados reciclados provenientes de resíduos de construção e demolição, reduzindo a necessidade de novos materiais e diminuindo o volume de resíduos em aterros.

Materiais Alternativos: Incorporação de materiais alternativos e sustentáveis, como cascas de coco, bagaço de cana-de-açúcar, ou fibras de bambu, para substituir ou complementar os materiais tradicionais.

Eficiência Energética e Redução de Recursos

Processos de Produção Eficientes: Adoção de tecnologias e práticas que reduzem o consumo de energia durante a produção de concreto.

Redução de Água: Implementação de práticas que minimizam o uso de água na mistura e cura do concreto.

Durabilidade e Vida Útil

Aumento da Durabilidade: Desenvolvimento de concretos que têm uma vida útil mais longa e maior resistência ao desgaste, reduzindo a necessidade de manutenção e substituição.

Design para Desmontagem: Projetos que facilitam a desmontagem e reciclagem dos elementos de concreto ao final de sua vida útil.

Os projetos de construção têm um impacto significativo no meio ambiente.

Não é à toa que sempre surgem novos estudos e testes de materiais alternativos para o setor. Exemplo disso, é a iniciativa da Universidade de Lancaster, na Inglaterra, que investigará como  nano plaquetas extraídas de fibras de raízes podem tornar as misturas de concreto mais robustas e mais amigáveis ​​ao meio ambiente.

Chamado de “B-SMART”, o projeto será financiado pela União Europeia. Até agora, os testes iniciais mostraram que a adição de nanopartículas da beterraba ou cenoura aumenta muito as propriedades mecânicas do concreto.

De acordo com o pesquisador-chefe, o professor Mohamed Saafi, da Universidade de Lancaster, o novo composto obtido não só é superior ao tradicional “em termos de propriedades mecânicas e de microestrutura, mas também usa quantidades menores de cimento”. Ou seja, o produto pode ajudar a reduzir substancialmente “tanto o consumo de energia quanto as emissões de CO2 associadas à fabricação de cimento”, afirma.

Uso de Resíduos Vegetais no Concreto

Casca de Beterraba

A casca de beterraba, um subproduto da indústria açucareira, tem sido investigada como um aditivo potencial para o concreto. Estudos indicam que a casca de beterraba pode melhorar a trabalhabilidade do concreto e reduzir a densidade, ao mesmo tempo em que proporciona uma destinação útil para um resíduo agrícola abundante. Pesquisas na Europa, especialmente na Alemanha e na França, mostraram que a casca de beterraba moída pode substituir parcialmente os agregados tradicionais sem comprometer significativamente a resistência do concreto.

Casca de Cenoura

A casca de cenoura é outro resíduo agrícola com potencial para uso no concreto. Estudos preliminares realizados nos Estados Unidos e na China sugerem que a casca de cenoura, quando tratada e incorporada ao concreto, pode melhorar a resistência à tração e a flexibilidade do material. A inclusão de fibras de cenoura também pode ajudar a reduzir a quantidade de cimento necessário, diminuindo assim as emissões de CO₂ associadas.

Casca de Coco

 A fibra de coco é um material natural com propriedades interessantes para a construção. Estudos têm mostrado que a adição de fibra de coco ao concreto pode melhorar a ductilidade e reduzir a permeabilidade. Além disso, a fibra pode ajudar a reduzir a densidade do concreto, tornando-o mais leve.

Compósitos de Concreto: A fibra de coco é incorporada em compósitos de concreto para melhorar a resistência à tração e a durabilidade.

Materiais de Construção: Além do concreto, a casca de coco é usada em outras aplicações, como substratos para cultivo e painéis isolantes.

Índia e Filipinas: Onde a casca de coco é amplamente disponível e tem sido explorada para a fabricação de produtos de construção sustentáveis.

Casca de Amêndoas

Resíduo Agroindustrial: A casca de amêndoas é rica em fibras e pode ser usada como aditivo no concreto. A sua utilização pode contribuir para a sustentabilidade ao reciclar resíduos agroindustriais.

Aditivos e Compósitos: Estudos estão avaliando a viabilidade da casca de amêndoas para melhorar as propriedades mecânicas e térmicas dos compósitos de concreto.

Regiões Produtoras de Amêndoas: Em países como Espanha e EUA, onde a casca de amêndoas é um subproduto significativo da produção de amêndoas.

Bambu

Fibra de Bambu: O bambu é conhecido por sua alta resistência e crescimento rápido. Suas fibras podem ser usadas para reforçar o concreto, proporcionando uma alternativa sustentável ao aço.

Estruturas Reforçadas: O bambu é utilizado em projetos de construção como uma alternativa ao aço, em particular em áreas onde o bambu é abundante e economicamente acessível.

Compósitos: O bambu também é integrado em compósitos de concreto para melhorar a resistência e a flexibilidade.

China e Brasil: Onde o bambu é amplamente disponível e utilizado em construção e materiais compostos.

Casca de Cana-de-Açúcar

Bagaço de Cana-de-Açúcar: O bagaço de cana-de-açúcar, um subproduto da indústria sucroalcooleira, pode ser utilizado como um agregado para substituir parte dos materiais tradicionais no concreto. Também pode ser transformado em biocombustível ou fertilizante.

A casca de cana-de-açúcar é explorada como substituto para agregados naturais ou como aditivo para melhorar as propriedades do concreto.

Concreto sustentável com areia e álcool

Cientistas da Universidade de Tóquio criaram um concreto sustentável que une as partículas de areia por meio de uma reação entre o álcool e um catalisador. A equipe fez experiências com misturas de areia de sílica, etanol, hidróxido de potássio e 2,2-dimetoxipropano.

Eles fizeram inúmeras variações diferentes na configuração, mudando os volumes e as proporções dos ingredientes, a temperatura e o tempo. A areia aderiu em diferentes graus, com testes produzindo um material de concreto estável e relativamente forte. No entanto, a equipe até agora só o testou apertando-o entre os dedos – experimentos futuros irão submetê-lo a testes mais vigorosos e procurar maneiras de torná-lo potencialmente mais forte.

Reutilização de resíduos: A utilização de areia reciclada ajuda a reduzir a quantidade de resíduos enviados a aterros e a necessidade de extração de areia natural.

Melhorias nas propriedades: Adicionar álcool ao concreto pode melhorar sua resistência, durabilidade e outras propriedades mecânicas.

Aplicações

O concreto sustentável com areia e álcool pode ser usado em diversas aplicações, incluindo:

Construção residencial: Casas, apartamentos e pequenos edifícios.

Infraestrutura: Pontes, estradas e outras infraestruturas públicas.

Projetos ecológicos: Construções que buscam certificações de sustentabilidade, como LEED ou BREEAM.

Custos: O custo do concreto sustentável pode ser mais alto inicialmente devido à inovação e ao desenvolvimento de novos materiais e métodos.

Disponibilidade: A disponibilidade de materiais reciclados e álcool pode variar dependendo da localização e da infraestrutura de reciclagem existente.

Normas e regulamentos: É importante garantir que o concreto sustentável atenda às normas e regulamentos locais de construção.

Considerações Adicionais

Validação e Certificação

Testes de Longo Prazo: Conduzir testes de longo prazo para validar a durabilidade e a performance dos concretos sustentáveis em condições reais de uso.

Certificações: Obter certificações de sustentabilidade e qualidade para garantir a aceitação do mercado e a conformidade com as normas.

Colaboração e Parcerias

Parcerias Acadêmicas: Colaborar com universidades e centros de pesquisa para realizar estudos mais aprofundados e obter suporte técnico.

Parcerias Industriais: Trabalhar com empresas do setor de construção e fabricantes de materiais para testar e implementar soluções inovadoras.

Monitoramento e Feedback

Monitoramento de Desempenho: Implementar um sistema de monitoramento para acompanhar o desempenho das construções realizadas com concretos sustentáveis.

Feedback Contínuo: Coletar feedback contínuo de usuários e profissionais da construção para melhorar as práticas e ajustar as formulações de concreto.

Considerações Gerais

Esses materiais oferecem uma alternativa sustentável aos componentes tradicionais do concreto, ajudando a reduzir o impacto ambiental e promover a economia circular. No entanto, a adoção generalizada desses materiais ainda enfrenta desafios, como a necessidade de testes extensivos para garantir que eles atendam aos requisitos de desempenho e durabilidade das aplicações de construção.

Essas inovações estão ganhando atenção em vários países, principalmente onde os materiais de origem são amplamente disponíveis e as práticas de construção sustentável são uma prioridade.

Conclusão

A inclusão dessas etapas adicionais pode proporcionar uma abordagem mais completa e detalhada para o desenvolvimento e a implementação de concretos sustentáveis. Considerar aspectos econômicos, educacionais e de longo prazo, bem como validar os resultados e obter certificações, pode ajudar a garantir a eficácia e a aceitação desses materiais no mercado.

Estudos e Pesquisa

Ainda é necessário mais pesquisa e desenvolvimento para otimizar as formulações e garantir que o concreto sustentável ofereça desempenho comparável ou superior ao concreto tradicional.

Cláudia Batista

Gestora Ambiental